JP6774841B2 - Composite semipermeable membrane and spiral separation membrane element - Google Patents
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Description
本発明は、複合半透膜、及びスパイラル型分離膜エレメントに関する。かかる複合半透膜、及びスパイラル型分離膜エレメントは、超純水の製造、かん水または海水の脱塩などに好適であり、また染色排水や電着塗料排水などの公害発生原因である汚れなどから、その中に含まれる汚染源あるいは有効物質を除去・回収し、排水のクローズ化に寄与することができる。また、食品用途などで有効成分の濃縮、浄水や下水用途等での有害成分の除去などの高度処理に用いることができる。また、油田やシェールガス田などにおける排水処理に用いることができる。 The present invention relates to a composite semipermeable membrane and a spiral separation membrane element. Such a composite semipermeable membrane and a spiral type separation membrane element are suitable for the production of ultrapure water, desalination of brackish water or seawater, and from stains that cause pollution such as dyed wastewater and electrodeposition paint wastewater. , It is possible to remove and recover the pollution source or active substance contained in it and contribute to the closure of wastewater. In addition, it can be used for advanced treatment such as concentration of active ingredients in food applications and removal of harmful components in water purification and sewage applications. It can also be used for wastewater treatment in oil fields and shale gas fields.
複合半透膜はその濾過性能や処理方法に応じてRO(逆浸透)膜、NF(ナノ濾過)膜、FO(正浸透)膜と呼ばれ、超純水製造、海水淡水化、かん水の脱塩処理、排水の再利用処理などに用いることができる。 Composite semipermeable membranes are called RO (reverse osmosis) membranes, NF (nanofiltration) membranes, and FO (forward osmosis) membranes depending on their filtration performance and treatment method. Ultrapure water production, seawater desalination, and desalination of brackish water. It can be used for salt treatment, wastewater reuse treatment, etc.
工業的に利用される複合半透膜としては、例えば、多官能酸ハロゲン化物と多官能アミン成分とを重縮合させて得られる架橋ポリアミドを含む薄膜層を支持膜上に形成した複合半透膜が提案されている(特許文献1)。 As a composite semipermeable membrane used industrially, for example, a composite semipermeable membrane in which a thin film layer containing a crosslinked polyamide obtained by polycondensing a polyfunctional acid halide and a polyfunctional amine component is formed on a support membrane. Has been proposed (Patent Document 1).
従来の複合半透膜は、透水性能が不十分であった。そして、透水性能を向上させると、イオン性物質及び/又は非イオン性物質の阻止性能が低下するというトレードオフの問題があった。 The conventional composite semipermeable membrane has insufficient water permeability. Then, when the water permeability is improved, there is a trade-off problem that the blocking performance of the ionic substance and / or the nonionic substance is lowered.
本発明は、イオン性物質の阻止性能、非イオン性物質の阻止性能、及び透水性能の3つの性能が実用上バランスよく優れている複合半透膜、及び当該複合半透膜を含むスパイラル型分離膜エレメントを提供することを目的とする。 The present invention is a composite semipermeable membrane in which the three performances of blocking performance of an ionic substance, blocking performance of a nonionic substance, and water permeability are excellent in a practically well-balanced manner, and a spiral type separation including the composite semipermeable membrane. It is an object of the present invention to provide a membrane element.
本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す複合半透膜により上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by the composite semipermeable membrane shown below, and have completed the present invention.
すなわち、本発明は、ポリアミド系樹脂を含むスキン層が多孔性支持体の表面に形成されている複合半透膜において、
前記ポリアミド系樹脂は、多官能酸ハライド成分と多官能アミン成分とを重合して得られるものであり、前記多官能アミン成分は、m−フェニレンジアミンと、少なくとも1種の下記一般式(1)で表されるジアミン化合物とを含み、
前記ポリアミド系樹脂中におけるm−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、前記ジアミン化合物に由来するセグメント(B)との比率(モル%)が、99.9:0.1〜98:2(セグメント(A):セグメント(B))であることを特徴とする複合半透膜、に関する。
(式中、R1又はR2のどちらか一方はCOOHであり、かつ他方は水素であり、R3及びR4はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜4のアルキル基である。)
That is, the present invention relates to a composite semipermeable membrane in which a skin layer containing a polyamide resin is formed on the surface of a porous support.
The polyamide-based resin is obtained by polymerizing a polyfunctional acid halide component and a polyfunctional amine component, and the polyfunctional amine component is m-phenylenediamine and at least one of the following general formulas (1). Including the diamine compound represented by
The ratio (mol%) of the segment (A) derived from m-phenylenediamine to the segment (B) derived from the diamine compound in the polyamide resin is 99.9: 0.1 to 98: 2 ( Segment (A): A composite semipermeable membrane, characterized in that it is a segment (B)).
(In the formula, either R 1 or R 2 is COOH and the other is hydrogen, and R 3 and R 4 are independently hydrogen or alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, respectively.)
また、本発明は、ポリアミド系樹脂を含むスキン層が多孔性支持体の表面に形成されている複合半透膜において、
前記ポリアミド系樹脂は、多官能酸ハライド成分と多官能アミン成分とを重合して得られるものであり、前記多官能アミン成分は、m−フェニレンジアミンと、少なくとも1種の下記一般式(2)で表されるジアミン化合物とを含み、
前記ポリアミド系樹脂中におけるm−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、前記ジアミン化合物に由来するセグメント(C)との比率(モル%)が、97:3〜83:17(セグメント(A):セグメント(C))であることを特徴とする複合半透膜、に関する。
(式中、R5又はR6のどちらか一方はCOOR9であり、かつ他方は水素であり、R9は炭素数1〜4のアルキル基であり、R7及びR8はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜4のアルキル基である。)
Further, the present invention relates to a composite semipermeable membrane in which a skin layer containing a polyamide resin is formed on the surface of a porous support.
The polyamide resin is obtained by polymerizing a polyfunctional acid halide component and a polyfunctional amine component, and the polyfunctional amine component is m-phenylenediamine and at least one of the following general formulas (2). Including the diamine compound represented by
The ratio (mol%) of the segment (A) derived from m-phenylenediamine to the segment (C) derived from the diamine compound in the polyamide resin is 97: 3 to 83:17 (segment (A)). : A composite semipermeable membrane, characterized in that it is a segment (C)).
(In the formula, either R 5 or R 6 is COOR 9 and the other is hydrogen, R 9 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 7 and R 8 are independently hydrogen. Or it is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
本発明者らは、m−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、上記一般式(1)で表されるジアミン化合物に由来するセグメント(B)又は上記一般式(2)で表されるジアミン化合物に由来するセグメント(C)とを特定の比率で含むポリアミド系樹脂を用いてスキン層を形成することにより、イオン性物質の阻止性能、非イオン性物質の阻止性能、及び透水性能の3つの性能が実用上バランスよく優れている複合半透膜が得られることを見出した。このような効果が得られる理由は定かではないが、一般的に反応性の高いモノマーを使用するとスキン層の架橋密度が低下する傾向にあることが知られているが、上記一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物は、m−フェニレンジアミンと比較して反応性が低く、加えて親水性置換基を有しているため、スキン層の架橋密度を低下させることなく、スキン層の親水性が向上したためと考えられる。 The present inventors have a segment (A) derived from m-phenylenediamine and a segment (B) derived from a diamine compound represented by the general formula (1) or a diamine represented by the general formula (2). By forming a skin layer using a polyamide resin containing a segment (C) derived from a compound in a specific ratio, there are three performances: blocking performance of ionic substances, blocking performance of nonionic substances, and water permeability. We have found that a composite semipermeable membrane with excellent performance in a well-balanced manner can be obtained. The reason why such an effect is obtained is not clear, but it is generally known that the use of a highly reactive monomer tends to reduce the crosslink density of the skin layer, but the above general formula (1) Alternatively, the diamine compound represented by (2) is less reactive than m-phenylenediamine and has a hydrophilic substituent, so that the skin does not reduce the crosslink density of the skin layer. It is considered that the hydrophilicity of the layer was improved.
上記一般式(1)で表されるジアミン化合物に由来するセグメント(B)の比率(モル%)が0.1未満の場合には、複合半透膜の透水性能が不十分になる。その理由として、ポリアミド系樹脂中の親水性置換基の含有量が少ないためと考えられる。一方、前記セグメント(B)の比率(モル%)が2を超える場合には、複合半透膜のイオン性物質及び/又は非イオン性物質の阻止性能が低下する。その理由として、ポリアミド系樹脂中の親水性置換基の含有量は多くなるが、親水性置換基の立体障害によりポリアミド系樹脂の3次元構造が粗くなるためと考えられる。 When the ratio (mol%) of the segment (B) derived from the diamine compound represented by the general formula (1) is less than 0.1, the water permeability of the composite semipermeable membrane becomes insufficient. It is considered that the reason is that the content of the hydrophilic substituent in the polyamide resin is small. On the other hand, when the ratio (mol%) of the segment (B) exceeds 2, the blocking performance of the ionic substance and / or the nonionic substance of the composite semipermeable membrane is deteriorated. It is considered that the reason is that the content of the hydrophilic substituent in the polyamide resin is high, but the three-dimensional structure of the polyamide resin becomes coarse due to the steric hindrance of the hydrophilic substituent.
また、上記一般式(2)で表されるジアミン化合物に由来するセグメント(C)の比率(モル%)が3未満の場合には、上記と同様の理由により、複合半透膜の透水性能が不十分になる。一方、前記セグメント(C)の比率(モル%)が17を超える場合には、上記と同様の理由により、複合半透膜のイオン性物質及び/又は非イオン性物質の阻止性能が低下する。 Further, when the ratio (mol%) of the segment (C) derived from the diamine compound represented by the general formula (2) is less than 3, the water permeability of the composite semipermeable membrane is improved for the same reason as described above. Will be inadequate. On the other hand, when the ratio (mol%) of the segment (C) exceeds 17, the blocking performance of the ionic substance and / or the nonionic substance of the composite semipermeable membrane deteriorates for the same reason as described above.
前記ポリアミド系樹脂において、全ての多官能アミン成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(B)との合計量が、50モル%以上であることが好ましい。前記セグメント(A)と前記セグメント(B)との合計量が50モル%以上であれば、本発明の効果がさらに向上する。 In the polyamide resin, when the amount of segments derived from all polyfunctional amine components is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (B) is 50 mol% or more. Is preferable. When the total amount of the segment (A) and the segment (B) is 50 mol% or more, the effect of the present invention is further improved.
また、前記ポリアミド系樹脂において、全ての多官能アミン成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(C)との合計量が、50モル%以上であることが好ましい。前記セグメント(A)と前記セグメント(C)との合計量が50モル%以上であれば、本発明の効果がさらに向上する。 Further, in the polyamide resin, when the amount of segments derived from all polyfunctional amine components is 100 mol%, the total amount of the segments (A) and the segments (C) is 50 mol% or more. It is preferable to have. When the total amount of the segment (A) and the segment (C) is 50 mol% or more, the effect of the present invention is further improved.
前記ポリアミド系樹脂において、全てのモノマー成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(B)との合計量が、50〜70モル%であることが好ましい。前記セグメント(A)と前記セグメント(B)との合計量が上記範囲外の場合には、イオン性物質の阻止性能、非イオン性物質の阻止性能、及び透水性能のうちのいずれか又は全ての性能が低下する傾向にある。 In the polyamide resin, when the amount of segments derived from all the monomer components is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (B) is 50 to 70 mol%. preferable. When the total amount of the segment (A) and the segment (B) is out of the above range, any or all of the blocking performance of the ionic substance, the blocking performance of the nonionic substance, and the water permeability. Performance tends to decline.
また、前記ポリアミド系樹脂において、全てのモノマー成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(C)との合計量が、50〜70モル%であることが好ましい。前記セグメント(A)と前記セグメント(C)との合計量が上記範囲外の場合には、イオン性物質の阻止性能、非イオン性物質の阻止性能、及び透水性能のうちのいずれか又は全ての性能が低下する傾向にある。 Further, in the polyamide resin, when the amount of segments derived from all the monomer components is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (C) is 50 to 70 mol%. Is preferable. When the total amount of the segment (A) and the segment (C) is out of the above range, any or all of the blocking performance of the ionic substance, the blocking performance of the nonionic substance, and the water permeability. Performance tends to decline.
本発明のスパイラル型分離膜エレメントは、その構成部材として前記複合半透膜を含む。 The spiral type separation membrane element of the present invention includes the composite semipermeable membrane as a constituent member thereof.
本発明の複合半透膜は、イオン性物質の阻止性能、非イオン性物質の阻止性能、及び透水性能の3つの性能が実用上バランスよく優れたものである。本発明の複合半透膜を用いると、イオン性物質と非イオン性物質とを含む原水から高純度の水を効率よく精製することができる。 The composite semipermeable membrane of the present invention is excellent in practically well-balanced three performances of blocking performance of ionic substances, blocking performance of nonionic substances, and water permeability. By using the composite semipermeable membrane of the present invention, high-purity water can be efficiently purified from raw water containing an ionic substance and a nonionic substance.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
本発明の複合半透膜は、ポリアミド系樹脂を含むスキン層が多孔性支持体の表面に形成されているものである。スキン層は、濾過において主たる機能層として作用する層である。 In the composite semipermeable membrane of the present invention, a skin layer containing a polyamide resin is formed on the surface of a porous support. The skin layer is a layer that acts as the main functional layer in filtration.
前記ポリアミド系樹脂は、少なくとも多官能アミン成分と多官能酸ハライド成分とを重合して得られる。 The polyamide resin is obtained by polymerizing at least a polyfunctional amine component and a polyfunctional acid halide component.
本発明においては、多官能アミン成分として、少なくともm−フェニレンジアミンと、下記一般式(1)で表されるジアミン化合物とを用いる。
(式中、R1又はR2のどちらか一方はCOOHであり、かつ他方は水素であり、R3及びR4はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜4のアルキル基である。)
In the present invention, at least m-phenylenediamine and a diamine compound represented by the following general formula (1) are used as the polyfunctional amine component.
(In the formula, either R 1 or R 2 is COOH and the other is hydrogen, and R 3 and R 4 are independently hydrogen or alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms, respectively.)
R3及びR4はそれぞれ独立に水素又はメチル基であることが好ましい。 It is preferable that R 3 and R 4 are independently hydrogen or methyl groups, respectively.
前記ジアミン化合物のうち、3,5−ジアミノ安息香酸、2,4−ジアミノ安息香酸、N,N’−ジメチル−3,5−ジアミノ安息香酸、及びN,N’−ジメチル−2,4−ジアミノ安息香酸からなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。また、3,5−ジアミノ安息香酸、及び2,4−ジアミノ安息香酸からなる群より選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。 Among the diamine compounds, 3,5-diaminobenzoic acid, 2,4-diaminobenzoic acid, N, N'-dimethyl-3,5-diaminobenzoic acid, and N, N'-dimethyl-2,4-diamino It is preferable to use at least one selected from the group consisting of benzoic acid. Further, it is more preferable to use at least one selected from the group consisting of 3,5-diaminobenzoic acid and 2,4-diaminobenzoic acid.
本発明においては、多官能アミン成分として、少なくともm−フェニレンジアミンと、下記一般式(2)で表されるジアミン化合物とを用いてもよい。
(式中、R5又はR6のどちらか一方はCOOR9であり、かつ他方は水素であり、R9は炭素数1〜4のアルキル基であり、R7及びR8はそれぞれ独立に水素又は炭素数1〜4のアルキル基である。)
In the present invention, at least m-phenylenediamine and a diamine compound represented by the following general formula (2) may be used as the polyfunctional amine component.
(In the formula, either R 5 or R 6 is COOR 9 and the other is hydrogen, R 9 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 7 and R 8 are independently hydrogen. Or it is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)
R9はメチル基であることが好ましく、R7及びR8はそれぞれ独立に水素又はメチル基であることが好ましい。 R 9 is preferably a methyl group, and R 7 and R 8 are preferably independent hydrogen or methyl groups, respectively.
前記ジアミン化合物のうち、3,5−ジアミノ安息香酸メチルエステル、2,4−ジアミノ安息香酸メチルエステル、N,N’−ジメチル−3,5−ジアミノ安息香酸メチルエステル、及びN,N’−ジメチル−2,4−ジアミノ安息香酸メチルエステルからなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。また、3,5−ジアミノ安息香酸メチルエステル、及び2,4−ジアミノ安息香酸メチルエステルからなる群より選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。 Among the diamine compounds, 3,5-diaminobenzoic acid methyl ester, 2,4-diaminobenzoic acid methyl ester, N, N'-dimethyl-3,5-diaminobenzoic acid methyl ester, and N, N'-dimethyl It is preferable to use at least one selected from the group consisting of −2,4-diaminobenzoic acid methyl ester. Further, it is more preferable to use at least one selected from the group consisting of 3,5-diaminobenzoic acid methyl ester and 2,4-diaminobenzoic acid methyl ester.
また、本発明においては、多官能アミン成分として、少なくともm−フェニレンジアミンと、上記一般式(1)で表されるジアミン化合物と、上記一般式(2)で表されるジアミン化合物とを用いてもよい。 Further, in the present invention, at least m-phenylenediamine, a diamine compound represented by the general formula (1), and a diamine compound represented by the general formula (2) are used as the polyfunctional amine component. May be good.
多官能アミン成分として、m−フェニレンジアミン及び前記ジアミン化合物以外の芳香族、脂肪族又は脂環式の多官能アミンを併用してもよい。 As the polyfunctional amine component, m-phenylenediamine and aromatic, aliphatic or alicyclic polyfunctional amines other than the diamine compound may be used in combination.
芳香族多官能アミンとしては、例えば、p−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、1,3,5−トリアミノベンゼン、1,2,4−トリアミノベンゼン、2,4−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノトルエン、N,N’−ジメチル−m−フェニレンジアミン、2,4−ジアミノアニソール、アミドール、キシリレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the aromatic polyfunctional amine include p-phenylenediamine, o-phenylenediamine, 1,3,5-triaminobenzene, 1,2,4-triaminobenzene, 2,4-diaminotoluene, 2,6. Examples thereof include -diaminotoluene, N, N'-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,4-diaminoanisole, amidol, and xylylenediamine.
脂肪族多官能アミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリス(2−アミノエチル)アミン、n−フェニル−エチレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the aliphatic polyfunctional amine include ethylenediamine, propylenediamine, tris (2-aminoethyl) amine, n-phenyl-ethylenediamine and the like.
脂環式多官能アミンとしては、例えば、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,2−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ピペラジン、2,5−ジメチルピペラジン、4−アミノメチルピペラジン等が挙げられる。 Examples of the alicyclic polyfunctional amine include 1,3-diaminocyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,4-diaminocyclohexane, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, 4-aminomethylpiperazine and the like. ..
これらの多官能アミンは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。高塩阻止性能のスキン層を得るためには、芳香族多官能アミンを用いることが好ましい。 These polyfunctional amines may be used alone or in combination of two or more. In order to obtain a skin layer with high salt blocking performance, it is preferable to use an aromatic polyfunctional amine.
多官能酸ハライド成分とは、反応性カルボニル基を2個以上有する多官能酸ハライドである。 The polyfunctional acid halide component is a polyfunctional acid halide having two or more reactive carbonyl groups.
多官能酸ハライドとしては、芳香族、脂肪族及び脂環式の多官能酸ハライドが挙げられる。 Examples of polyfunctional acid halides include aromatic, aliphatic and alicyclic polyfunctional acid halides.
芳香族多官能酸ハライドとしては、例えば、トリメシン酸トリクロライド、テレフタル酸ジクロライド、イソフタル酸ジクロライド、ビフェニルジカルボン酸ジクロライド、ナフタレンジカルボン酸ジクロライド、ベンゼントリスルホン酸トリクロライド、ベンゼンジスルホン酸ジクロライド、クロロスルホニルベンゼンジカルボン酸ジクロライド等が挙げられる。 Examples of the aromatic polyfunctional acid halide include trimesic acid trichloride, terephthalic acid dichloride, isophthalic acid dichloride, biphenyldicarboxylic acid dichloride, naphthalenedicarboxylic acid dichloride, benzenetrisulfonic acid trichloride, benzenedisulfonic acid dichloride, and chlorosulfonylbenzenedicarboxylic. Acid dichloride and the like can be mentioned.
脂肪族多官能酸ハライドとしては、例えば、プロパンジカルボン酸ジクロライド、ブタンジカルボン酸ジクロライド、ペンタンジカルボン酸ジクロライド、プロパントリカルボン酸トリクロライド、ブタントリカルボン酸トリクロライド、ペンタントリカルボン酸トリクロライド、グルタリルハライド、アジポイルハライド等が挙げられる。 Examples of the aliphatic polyfunctional acid halide include propanedicarboxylic acid dichloride, butanedicarboxylic acid dichloride, pentanedicarboxylic acid dichloride, propantricarboxylic acid trichloroide, butanetricarboxylic acid trichloride, pentanetricarboxylic acid trichloride, glutalyl halide, and adipoi. Lehalide and the like can be mentioned.
脂環式多官能酸ハライドとしては、例えば、シクロプロパントリカルボン酸トリクロライド、シクロブタンテトラカルボン酸テトラクロライド、シクロペンタントリカルボン酸トリクロライド、シクロペンタンテトラカルボン酸テトラクロライド、シクロヘキサントリカルボン酸トリクロライド、テトラハイドロフランテトラカルボン酸テトラクロライド、シクロペンタンジカルボン酸ジクロライド、シクロブタンジカルボン酸ジクロライド、シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド、テトラハイドロフランジカルボン酸ジクロライド等が挙げられる。 Examples of the alicyclic polyfunctional acid halide include cyclopropanetricarboxylic acid trichloroide, cyclobutanetetracarboxylic acid tetrachloride, cyclopentanetricarboxylic acid trichloride, cyclopentanetetracarboxylic acid tetrachloride, cyclohexanetricarboxylic acid trichloride, and tetrahydrofuran. Examples thereof include tetracarboxylic acid tetrachloride, cyclopentanedicarboxylic acid dichloride, cyclobutanedicarboxylic acid dichloride, cyclohexanedicarboxylic acid dichloride, tetrahydrofurancarboxylic acid dichloride and the like.
これら多官能酸ハライドは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。高塩阻止性能のスキン層を得るためには、芳香族多官能酸ハライドを用いることが好ましい。また、多官能酸ハライド成分の少なくとも一部に3価以上の多官能酸ハライドを用いて、架橋構造を形成することが好ましい。 These polyfunctional acid halides may be used alone or in combination of two or more. In order to obtain a skin layer having high salt blocking performance, it is preferable to use an aromatic polyfunctional acid halide. Further, it is preferable to use a trivalent or higher valent polyfunctional acid halide as at least a part of the polyfunctional acid halide component to form a crosslinked structure.
また、ポリアミド系樹脂を含むスキン層の性能を向上させるために、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸などのポリマー、ソルビトール、グリセリンなどの多価アルコールなどを共重合させてもよい。 Further, in order to improve the performance of the skin layer containing a polyamide resin, a polymer such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone or polyacrylic acid, or a polyhydric alcohol such as sorbitol or glycerin may be copolymerized.
スキン層を支持する多孔性支持体は、スキン層を支持しうるものであれば特に限定されず、通常、平均孔径10〜500Å程度の微孔を有する限外濾過膜が好ましく用いられる。多孔性支持体の形成材料としては、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンのようなポリアリールエーテルスルホン、ポリイミド、ボリフッ化ビニリデンなど種々のものをあげることができるが、特に化学的、機械的、熱的に安定である点からポリスルホン、ポリアリールエーテルスルホンが好ましく用いられる。かかる多孔性支持体の厚さは、通常約25〜125μm、好ましくは約40〜75μmであるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。なお、多孔性支持体は織布、不織布等の基材による裏打ちにて補強されている。 The porous support that supports the skin layer is not particularly limited as long as it can support the skin layer, and an ultrafiltration membrane having fine pores having an average pore diameter of about 10 to 500 Å is usually preferably used. Examples of the material for forming the porous support include polysulfone, polyarylether sulfone such as polyethersulfone, polyimide, vinylidene fluoride fluoride, and the like, but particularly chemically, mechanically, and thermally. Polysulfone and polyaryl ether sulfone are preferably used because of their stability. The thickness of such a porous support is usually about 25 to 125 μm, preferably about 40 to 75 μm, but is not necessarily limited to these. The porous support is reinforced by lining with a base material such as a woven fabric or a non-woven fabric.
ポリアミド系樹脂を含むスキン層を多孔性支持体の表面に形成する方法は特に制限されず、あらゆる公知の手法を用いることができる。例えば、界面縮合法、相分離法、薄膜塗布法などが挙げられる。界面縮合法とは、具体的に、多官能アミン成分を含有するアミン水溶液と、多官能酸ハライド成分を含有する有機溶液とを接触させて界面重合させることによりスキン層を形成し、該スキン層を多孔性支持体上に載置する方法や、多孔性支持体上での前記界面重合によりポリアミド系樹脂のスキン層を多孔性支持体上に直接形成する方法である。かかる界面縮合法の条件等の詳細は、特開昭58−24303号公報、特開平1−180208号公報等に記載されており、それらの公知技術を適宜採用することができる。 The method for forming the skin layer containing the polyamide resin on the surface of the porous support is not particularly limited, and any known method can be used. For example, an interfacial condensation method, a phase separation method, a thin film coating method and the like can be mentioned. In the interfacial condensation method, specifically, an amine aqueous solution containing a polyfunctional amine component and an organic solution containing a polyfunctional acid halide component are brought into contact with each other and interfacially polymerized to form a skin layer, and the skin layer is formed. Is placed on the porous support, or a skin layer of a polyamide resin is directly formed on the porous support by the interfacial polymerization on the porous support. Details of the conditions and the like of the interfacial condensation method are described in JP-A-58-24303, JP-A-1-180208, and the like, and those known techniques can be appropriately adopted.
本発明においては、多官能アミン成分を含むアミン水溶液からなる水溶液被覆層を多孔性支持体上に形成し、次いで多官能酸ハライド成分を含有する有機溶液と水溶液被覆層とを接触させて界面重合させることによりスキン層を形成する方法が好ましい。 In the present invention, an aqueous solution coating layer composed of an aqueous amine solution containing a polyfunctional amine component is formed on a porous support, and then an organic solution containing a polyfunctional acid halide component is brought into contact with the aqueous solution coating layer for interfacial polymerization. A method of forming a skin layer by allowing the skin layer to be formed is preferable.
前記界面重合法において、アミン水溶液中の多官能アミン成分の濃度は特に制限されないが、0.1〜10重量%であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5重量%である。多官能アミン成分の濃度が0.1重量%未満の場合にはスキン層にピンホール等の欠陥が生じやすくなり、また塩阻止性能が低下する傾向にある。一方、多官能アミン成分の濃度が10重量%を超える場合には、多官能アミン成分が多孔性支持体中に浸透しやすくなったり、膜厚が厚くなりすぎて透過抵抗が大きくなって透過流束が低下する傾向にある。 In the interfacial polymerization method, the concentration of the polyfunctional amine component in the aqueous amine solution is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight. When the concentration of the polyfunctional amine component is less than 0.1% by weight, defects such as pinholes are likely to occur in the skin layer, and the salt blocking performance tends to decrease. On the other hand, when the concentration of the polyfunctional amine component exceeds 10% by weight, the polyfunctional amine component easily permeates into the porous support, or the film thickness becomes too thick and the permeation resistance becomes large, so that the permeation flow The bundle tends to drop.
前記アミン水溶液に用いられる溶媒としては、主に水が用いられるが、上記一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物を溶解しやすくして当該ジアミン化合物の反応性を向上させ、それによりポリアミド系樹脂中における前記ジアミン化合物に由来するセグメント(B)又はセグメント(C)の含有率を高めるために、アルコールを併用することが好ましい。使用するアルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、及びイソプロピルアルコールなどが挙げられる。これらは1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。アルコールは、全溶媒中に0.1〜50重量%用いることが好ましく、より好ましくは1〜10重量%である。 Water is mainly used as the solvent used for the amine aqueous solution, but the diamine compound represented by the general formula (1) or (2) can be easily dissolved to improve the reactivity of the diamine compound. Thereby, in order to increase the content of the segment (B) or the segment (C) derived from the diamine compound in the polyamide resin, it is preferable to use an alcohol in combination. Examples of the alcohol used include methanol, ethanol, isopropyl alcohol and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Alcohol is preferably used in an amount of 0.1 to 50% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, in the total solvent.
前記有機溶液中の多官能酸ハライド成分の濃度は特に制限されないが、0.01〜5重量%であることが好ましく、より好ましくは0.05〜1重量%である。多官能酸ハライド成分の濃度が0.01重量%未満の場合には、未反応多官能アミン成分が残留しやすくなったり、スキン層にピンホール等の欠陥が生じやすくなって塩阻止性能が低下する傾向にある。一方、多官能酸ハライド成分の濃度が5重量%を超える場合には、未反応多官能酸ハライド成分が残留しやすくなったり、膜厚が厚くなりすぎて透過抵抗が大きくなり、透過流束が低下する傾向にある。 The concentration of the polyfunctional acid halide component in the organic solution is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 1% by weight. When the concentration of the polyfunctional acid halide component is less than 0.01% by weight, the unreacted polyfunctional amine component tends to remain, or defects such as pinholes are likely to occur in the skin layer, resulting in poor salt blocking performance. Tend to do. On the other hand, when the concentration of the polyfunctional acid halide component exceeds 5% by weight, the unreacted polyfunctional acid halide component tends to remain, or the film thickness becomes too thick and the permeation resistance increases, resulting in a permeation flux. It tends to decrease.
前記有機溶液に用いられる有機溶媒としては、水に対する溶解度が低く、多孔性支持体を劣化させず、多官能酸ハライド成分を溶解するものであれば特に限定されず、例えば、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、及びノナン等の飽和炭化水素、1,1,2−トリクロロトリフルオロエタン等のハロゲン置換炭化水素などを挙げることができる。好ましくは沸点が300℃以下、さらに好ましくは沸点が200℃以下の飽和炭化水素またはナフテン系溶媒である。有機溶媒は1種単独で用いてもよく、2種以上の混合溶媒として用いてもよい。 The organic solvent used in the organic solution is not particularly limited as long as it has low solubility in water, does not deteriorate the porous support, and dissolves a polyfunctional acid halide component. For example, cyclohexane, heptane, or octane. , And saturated hydrocarbons such as nonane, halogen-substituted hydrocarbons such as 1,1,2-trichlorotrifluoroethane, and the like. A saturated hydrocarbon or naphthenic solvent having a boiling point of 300 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or lower is preferable. The organic solvent may be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
前記アミン水溶液又は有機溶液には、製膜を容易にしたり、得られる複合半透膜の性能を向上させるための目的で各種の添加剤を加えることができる。前記添加剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム、及びラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤、重合により生成するハロゲン化水素を除去する水酸化ナトリウム、リン酸三ナトリウム、及びトリエチルアミン等の塩基性化合物、アシル化触媒、特開平8−224452号公報記載の溶解度パラメータが8〜14(cal/cm3)1/2の化合物などが挙げられる。 Various additives can be added to the amine aqueous solution or the organic solution for the purpose of facilitating film formation and improving the performance of the obtained composite semipermeable membrane. Examples of the additive include surfactants such as sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium dodecyl sulfate, and sodium lauryl sulfate, sodium hydroxide for removing hydrogen halide generated by polymerization, trisodium phosphate, and triethylamine. Examples thereof include a basic compound of the above, an acylation catalyst, and a compound having a solubility parameter of 8 to 14 (cal / cm 3 ) 1/2 described in JP-A-8-224452.
本発明においては、前記アミン水溶液と前記有機溶液との接触後、多孔性支持体上の過剰な有機溶液を除去し、多孔性支持体上の形成膜を20℃以上に加熱してスキン層を形成することが好ましい。形成膜を加熱処理することにより、上記一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物の反応性を向上させて、ポリアミド系樹脂中における前記ジアミン化合物に由来するセグメント(B)又はセグメント(C)の含有率を高めることができる。加熱温度は20〜200℃であることがより好ましく、さらに好ましくは100〜150℃であり、特に好ましくは130〜150℃である。 In the present invention, after the contact between the amine aqueous solution and the organic solution, the excess organic solution on the porous support is removed, and the forming film on the porous support is heated to 20 ° C. or higher to form a skin layer. It is preferable to form. By heat-treating the forming film, the reactivity of the diamine compound represented by the general formula (1) or (2) is improved, and the segment (B) or segment derived from the diamine compound in the polyamide resin is improved. The content of (C) can be increased. The heating temperature is more preferably 20 to 200 ° C, still more preferably 100 to 150 ° C, and particularly preferably 130 to 150 ° C.
スキン層の形成材料である本発明のポリアミド系樹脂は、樹脂中におけるm−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、前記ジアミン化合物に由来するセグメント(B)との比率(モル%)が、99.9:0.1〜98:2(セグメント(A):セグメント(B))であり、好ましくは99.8:0.2〜98.2:1.8であり、より好ましくは99.75:0.25〜98.5:1.5であり、さらに好ましくは99.7:0.3〜98.8:1.2であり、特に好ましくは99.65:0.35〜98.9:1.1である。 The polyamide-based resin of the present invention, which is a material for forming a skin layer, has a ratio (mol%) of a segment (A) derived from m-phenylenediamine and a segment (B) derived from the diamine compound in the resin. It is 99.9: 0.1 to 98: 2 (segment (A): segment (B)), preferably 99.8: 0.2 to 98.2: 1.8, and more preferably 99. It is 75: 0.25 to 98.5: 1.5, more preferably 99.7: 0.3 to 98.8: 1.2, and particularly preferably 99.65: 0.35 to 98. 9: 1.1.
また、スキン層の形成材料である本発明のポリアミド系樹脂は、樹脂中におけるm−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、前記ジアミン化合物に由来するセグメント(C)との比率(モル%)が、97:3〜87:17(セグメント(A):セグメント(C))である。 The polyamide resin of the present invention, which is a material for forming the skin layer, has a ratio (mol%) of a segment (A) derived from m-phenylenediamine and a segment (C) derived from the diamine compound in the resin. Is 97: 3 to 87:17 (segment (A): segment (C)).
本発明のポリアミド系樹脂は、全ての多官能アミン成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(B)との合計量が、50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上である。 In the polyamide resin of the present invention, when the amount of segments derived from all polyfunctional amine components is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (B) is 50 mol% or more. It is preferably 70 mol% or more, and further preferably 90 mol% or more.
また、本発明のポリアミド系樹脂は、全ての多官能アミン成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(C)との合計量が、50モル%以上であることが好ましく、より好ましくは70モル%以上であり、さらに好ましくは90モル%以上である。 Further, in the polyamide resin of the present invention, when the amount of segments derived from all polyfunctional amine components is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (C) is 50 mol%. The above is preferable, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more.
本発明のポリアミド系樹脂は、樹脂中における全てのモノマー成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(B)との合計量が、50〜70モル%であることが好ましく、より好ましくは55〜65モル%であり、さらに好ましくは56〜63モル%であり、特に好ましくは56〜60モル%である。前記セグメント(A)と前記セグメント(B)以外のセグメントとしては、m−フェニレンジアミン及び前記ジアミン化合物以外の多官能アミンに由来するセグメント、及び多官能酸ハライドに由来するセグメントなどが挙げられる。 In the polyamide resin of the present invention, when the amount of segments derived from all the monomer components in the resin is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (B) is 50 to 70 mol. %, More preferably 55 to 65 mol%, still more preferably 56 to 63 mol%, and particularly preferably 56 to 60 mol%. Examples of the segment other than the segment (A) and the segment (B) include a segment derived from m-phenylenediamine and a polyfunctional amine other than the diamine compound, and a segment derived from a polyfunctional acid halide.
また、本発明のポリアミド系樹脂は、樹脂中における全てのモノマー成分に由来するセグメントの量を100モル%としたとき、前記セグメント(A)と前記セグメント(C)との合計量が、50〜70モル%であることが好ましい。前記セグメント(A)と前記セグメント(C)以外のセグメントとしては、m−フェニレンジアミン及び前記ジアミン化合物以外の多官能アミンに由来するセグメント、及び多官能酸ハライドに由来するセグメントなどが挙げられる。 Further, in the polyamide resin of the present invention, when the amount of segments derived from all the monomer components in the resin is 100 mol%, the total amount of the segment (A) and the segment (C) is 50 to 50 to It is preferably 70 mol%. Examples of the segment other than the segment (A) and the segment (C) include a segment derived from m-phenylenediamine and a polyfunctional amine other than the diamine compound, and a segment derived from a polyfunctional acid halide.
多孔性支持体上に形成したスキン層の厚みは特に制限されないが、通常0.05〜2μm程度であり、好ましくは、0.1〜1μmである。 The thickness of the skin layer formed on the porous support is not particularly limited, but is usually about 0.05 to 2 μm, preferably 0.1 to 1 μm.
本発明の複合半透膜はその形状になんら制限を受けるものではない。すなわち平膜状、あるいはスパイラルエレメント状など、考えられるあらゆる膜形状が可能である。また、複合半透膜の塩阻止性、透水性、及び耐酸化剤性等を向上させるために、従来公知の各種処理を施してもよい。 The composite semipermeable membrane of the present invention is not limited in its shape. That is, any conceivable film shape such as a flat film shape or a spiral element shape is possible. In addition, various conventionally known treatments may be applied in order to improve the salt blocking property, water permeability, oxidation resistance, etc. of the composite semipermeable membrane.
本発明のスパイラル型分離膜エレメントは、前記複合半透膜を用いて、公知の方法により製造することができる。 The spiral type separation membrane element of the present invention can be produced by a known method using the composite semipermeable membrane.
以下に実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
〔評価及び測定方法〕
(透過流束、塩化ナトリウム阻止率、及びホウ素阻止率の測定)
作製した平膜状の複合半透膜を所定の形状、サイズに切断し、平膜評価用のセルにセットした。操作圧力5.5MPa、温度25℃、及びpH6.5にて、塩化ナトリウム3.2重量%とホウ素5ppm(ホウ酸29ppm)を含み、かつNaOHを用いてpH6.5〜7に調整した水溶液を25℃で膜の供給側と透過側に5.5MPaの差圧を与えて膜に1時間接触させた後、塩化ナトリウム阻止率、ホウ素阻止率、及び透過流束を測定した。塩化ナトリウム阻止率は、通常の電導度測定によって行い、ホウ素阻止率は、ICP分析装置にて濃度測定を行い、その測定結果からそれぞれ下記式により算出した。
<塩化ナトリウム阻止率>
阻止率(%)=(1−(膜透過液中の塩化ナトリウム濃度/供給液中の塩化ナトリウム濃度))×100
<ホウ素阻止率>
阻止率(%)=(1−(膜透過液中のホウ素濃度/供給液中のホウ素濃度))×100
[Evaluation and measurement method]
(Measurement of permeation flux, sodium chloride inhibition rate, and boron inhibition rate)
The prepared flat membrane-like composite semipermeable membrane was cut into a predetermined shape and size and set in a cell for flat membrane evaluation. An aqueous solution containing 3.2% by weight of sodium chloride and 5 ppm of boron (29 ppm of boric acid) and adjusted to pH 6.5 to 7 with NaOH at an operating pressure of 5.5 MPa, a temperature of 25 ° C., and a pH of 6.5. After applying a differential pressure of 5.5 MPa to the supply side and the permeation side of the film at 25 ° C. and contacting the film for 1 hour, the sodium chloride inhibition rate, the boron inhibition rate, and the permeation flux were measured. The sodium chloride blocking rate was measured by ordinary conductivity measurement, and the boron blocking rate was calculated by the following formula from the measurement results obtained by measuring the concentration with an ICP analyzer.
<Sodium chloride inhibition rate>
Blocking rate (%) = (1- (sodium chloride concentration in membrane permeate / sodium chloride concentration in feed solution)) x 100
<Boron blocking rate>
Blocking rate (%) = (1- (boron concentration in membrane permeate / boron concentration in feed solution)) x 100
(IPA阻止率の測定)
作製した平膜状の複合半透膜を所定の形状、サイズに切断し、平膜評価用のセルにセットした。そして、操作圧力1.5MPa、温度25℃、及びpH6.5にて、複合半透膜に濃度0.15重量%のイソプロピルアルコール(IPA)水溶液を30分間透過させた後、IPA阻止率を測定した。IPA阻止率は、GC分析装置にて供給液及び透過液の濃度測定を行い、その測定結果から下記式により算出した。
<IPA阻止率>
阻止率(%)=(1−(膜透過液中のIPA濃度/供給液中のIPA濃度))×100
(Measurement of IPA blocking rate)
The prepared flat membrane-like composite semipermeable membrane was cut into a predetermined shape and size and set in a cell for flat membrane evaluation. Then, at an operating pressure of 1.5 MPa, a temperature of 25 ° C., and a pH of 6.5, a 0.15 wt% isopropyl alcohol (IPA) aqueous solution was permeated through the composite semipermeable membrane for 30 minutes, and then the IPA inhibition rate was measured. did. The IPA inhibition rate was calculated by the following formula from the measurement results obtained by measuring the concentrations of the supply liquid and the permeate liquid with a GC analyzer.
<IPA blocking rate>
Blocking rate (%) = (1- (IPA concentration in membrane permeate / IPA concentration in feed solution)) × 100
(ポリアミド系樹脂中の各セグメント量の測定)
作製した複合半透膜をシクロヘキサノンに浸し、スキン層のポリアミド系樹脂を回収した後、ステンレス管に採取し、メタノール及びアルカリを加えて240℃で1時間加熱してポリアミド系樹脂の分解を実施した。その後、室温まで放冷した後、分解液を回収して1H−NMR測定(測定装置:BRUKER Biospin,AVANCEIII−600、測定溶媒:DMSO−d6、化学シフト基準:2.50ppm(重DMSO)、積算64回、化学シフト:メタフェニレンジアミン(7.56ppm)、3,5−ジアミノ安息香酸(7.75ppm)、3,5−ジアミノ安息香酸メチル(7.78ppm)、トリメシン酸クロライド(8.60ppm)、イソフタル酸クロライド(8.40ppm))を行った。各セグメント成分に由来するピークからセグメント量(mol%)を算出した。
(Measurement of the amount of each segment in the polyamide resin)
The prepared composite semipermeable membrane was immersed in cyclohexanone to recover the polyamide resin in the skin layer, collected in a stainless steel tube, added with methanol and alkali, and heated at 240 ° C. for 1 hour to decompose the polyamide resin. .. Then, after allowing to cool to room temperature, the decomposition liquid was recovered and measured in 1 H-NMR (measuring device: BRUKER Biospin, AVANCE III-600, measuring solvent: DMSO-d6, chemical shift standard: 2.50 ppm (heavy DMSO), 64 total chemical shifts: metaphenylenediamine (7.56 ppm), 3,5-diaminobenzoic acid (7.75 ppm), methyl 3,5-diaminobenzoate (7.78 ppm), trimesic acid chloride (8.60 ppm) ), Isophthalic acid chloride (8.40 ppm)). The segment amount (mol%) was calculated from the peaks derived from each segment component.
実施例1
m−フェニレンジアミン(MPD)2.4重量%、3,5−ジアミノ安息香酸(DABA)0.9重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.15重量%、トリエチルアミン2.15重量%、水酸化ナトリウム0.31重量%、カンファースルホン酸6重量%、及びイソプロピルアルコール1重量%を含有するアミン水溶液を多孔性ポリスルホン支持体上に塗布し、その後、余分なアミン水溶液を除去することにより水溶液被覆層を形成した。なお、アミン水溶液中のMPDとDABAの含有比率は、MPD約80モル%、DABA約20モル%である。次に、前記水溶液被覆層の表面を、トリメシン酸クロライド(TMC)0.075重量%、及びイソフタル酸クロライド(IPC)0.113重量%をナフテン系溶媒(エクソンモービル社製、Exxsol D40)に溶解させた酸クロライド溶液中に7秒間浸した。その後、前記水溶液被覆層表面の余分な溶液を除去し、20秒間風乾し、さらに140℃の熱風乾燥機中で3分間保持して、多孔性ポリスルホン支持体上にポリアミド系樹脂を含むスキン層を形成して複合半透膜を作製した。
Example 1
m-phenylenediamine (MPD) 2.4% by weight, 3,5-diaminobenzoic acid (DABA) 0.9% by weight, sodium dodecylsulfate 0.15% by weight, triethylamine 2.15% by weight, sodium hydroxide 0. An aqueous amine solution containing 31% by weight of camphorsulfonic acid, 6% by weight of camphorsulfonic acid, and 1% by weight of isopropyl alcohol was applied onto the porous polysulfone support, and then the excess amine aqueous solution was removed to form an aqueous solution coating layer. .. The content ratio of MPD and DABA in the amine aqueous solution is about 80 mol% of MPD and about 20 mol% of DABA. Next, 0.075% by weight of trimesic acid chloride (TMC) and 0.113% by weight of isophthalic acid chloride (IPC) were dissolved in a naphthenic solvent (Exxsol D40, manufactured by ExxonMobil) on the surface of the aqueous solution coating layer. Soaked in the allowed acid chloride solution for 7 seconds. Then, the excess solution on the surface of the aqueous solution coating layer is removed, air-dried for 20 seconds, and further held in a hot air dryer at 140 ° C. for 3 minutes to form a skin layer containing a polyamide resin on a porous polysulfone support. It was formed to prepare a composite semipermeable membrane.
実施例2
m−フェニレンジアミン(MPD)2.1重量%、3,5−ジアミノ安息香酸(DABA)1.3重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.15重量%、トリエチルアミン2.15重量%、水酸化ナトリウム0.31重量%、カンファースルホン酸6重量%、及びイソプロピルアルコール1重量%を含有するアミン水溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で複合半透膜を作製した。なお、アミン水溶液中のMPDとDABAの含有比率は、MPD約70モル%、DABA約30モル%である。
Example 2
m-phenylenediamine (MPD) 2.1% by weight, 3,5-diaminobenzoic acid (DABA) 1.3% by weight, sodium dodecylsulfate 0.15% by weight, triethylamine 2.15% by weight, sodium hydroxide 0. A composite translucent film was prepared in the same manner as in Example 1 except that an amine aqueous solution containing 31% by weight, 6% by weight of camphorsulfonic acid, and 1% by weight of isopropyl alcohol was used. The content ratio of MPD and DABA in the amine aqueous solution is about 70 mol% of MPD and about 30 mol% of DABA.
実施例3
m−フェニレンジアミン(MPD)1.5重量%、3,5−ジアミノ安息香酸(DABA)2.1重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.15重量%、トリエチルアミン2.15重量%、水酸化ナトリウム0.31重量%、カンファースルホン酸6重量%、及びイソプロピルアルコール1重量%を含有するアミン水溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で複合半透膜を作製した。なお、アミン水溶液中のMPDとDABAの含有比率は、MPD約50モル%、DABA約50モル%である。
Example 3
m-phenylenediamine (MPD) 1.5% by weight, 3,5-diaminobenzoic acid (DABA) 2.1% by weight, sodium dodecylsulfate 0.15% by weight, triethylamine 2.15% by weight, sodium hydroxide 0. A composite translucent film was prepared in the same manner as in Example 1 except that an amine aqueous solution containing 31% by weight, 6% by weight of camphorsulfonic acid, and 1% by weight of isopropyl alcohol was used. The content ratio of MPD and DABA in the amine aqueous solution is about 50 mol% of MPD and about 50 mol% of DABA.
実施例4
m−フェニレンジアミン(MPD)2.7重量%、3,5−ジアミノ安息香酸メチルエステル(DABAME)0.45重量%、ドデシル硫酸ナトリウム0.15重量%、トリエチルアミン2.15重量%、水酸化ナトリウム0.31重量%、カンファースルホン酸6重量%、及びイソプロピルアルコール1重量%を含有するアミン水溶液を用いた以外は実施例1と同様の方法で複合半透膜を作製した。なお、アミン水溶液中のMPDとDABAMEの含有比率は、MPD約90モル%、DABAME約10モル%である。
Example 4
2.7% by weight of m-phenylenediamine (MPD), 0.45% by weight of 3,5-diaminobenzoic acid methyl ester (DABAME), 0.15% by weight of sodium dodecyl sulfate, 2.15% by weight of triethylamine, sodium hydroxide A composite translucent film was prepared in the same manner as in Example 1 except that an aqueous amine solution containing 0.31% by weight, 6% by weight of camphorsulfonic acid, and 1% by weight of isopropyl alcohol was used. The content ratio of MPD and DABAME in the amine aqueous solution is about 90 mol% of MPD and about 10 mol% of DABAME.
比較例1、2
表1に記載の配合に変更した以外は実施例1と同様の方法で複合半透膜を作製した。
Comparative Examples 1 and 2
A composite semipermeable membrane was prepared in the same manner as in Example 1 except that the formulation was changed to that shown in Table 1.
本発明の複合半透膜及びスパイラル型分離膜エレメントは、超純水の製造、かん水または海水の脱塩などに好適であり、また染色排水や電着塗料排水などの公害発生原因である汚れなどから、その中に含まれる汚染源あるいは有効物質を除去・回収し、排水のクローズ化に寄与することができる。また、食品用途などで有効成分の濃縮、浄水や下水用途等での有害成分の除去などの高度処理に用いることができる。また、油田やシェールガス田などにおける排水処理に用いることができる。
The composite semipermeable membrane and spiral separation membrane elements of the present invention are suitable for the production of ultrapure water, desalination of brackish water or seawater, and stains that cause pollution such as dyed wastewater and electrodeposited paint wastewater. Therefore, it is possible to remove and recover the pollutants or active substances contained in the wastewater and contribute to the closure of wastewater. In addition, it can be used for advanced treatment such as concentration of active ingredients in food applications and removal of harmful components in water purification and sewage applications. It can also be used for wastewater treatment in oil fields and shale gas fields.
Claims (7)
前記ポリアミド系樹脂は、多官能酸ハライド成分と多官能アミン成分とを重合して得られるものであり、前記多官能アミン成分は、m−フェニレンジアミンと、少なくとも1種の下記一般式(1)で表されるジアミン化合物とを含み、
前記ポリアミド系樹脂中におけるm−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、前記ジアミン化合物に由来するセグメント(B)との比率(モル%)が、99.9:0.1〜98:2(セグメント(A):セグメント(B))であることを特徴とする複合半透膜。
The polyamide-based resin is obtained by polymerizing a polyfunctional acid halide component and a polyfunctional amine component, and the polyfunctional amine component is m-phenylenediamine and at least one of the following general formulas (1). Including the diamine compound represented by
The ratio (mol%) of the segment (A) derived from m-phenylenediamine and the segment (B) derived from the diamine compound in the polyamide resin is 99.9: 0.1 to 98: 2 ( A composite semipermeable membrane characterized by being a segment (A): a segment (B)).
前記ポリアミド系樹脂は、多官能酸ハライド成分と多官能アミン成分とを重合して得られるものであり、前記多官能アミン成分は、m−フェニレンジアミンと、少なくとも1種の下記一般式(2)で表されるジアミン化合物とを含み、
前記ポリアミド系樹脂中におけるm−フェニレンジアミンに由来するセグメント(A)と、前記ジアミン化合物に由来するセグメント(C)との比率(モル%)が、97:3〜83:17(セグメント(A):セグメント(C))であることを特徴とする複合半透膜。
The polyamide resin is obtained by polymerizing a polyfunctional acid halide component and a polyfunctional amine component, and the polyfunctional amine component is m-phenylenediamine and at least one of the following general formulas (2). Including the diamine compound represented by
The ratio (mol%) of the segment (A) derived from m-phenylenediamine to the segment (C) derived from the diamine compound in the polyamide resin is 97: 3 to 83:17 (segment (A)). : A composite semipermeable membrane characterized by being a segment (C)).
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